Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Принципіальні схеми абсорбції

В хімічній техніці використовують наступні принципові схеми абсорбційних процесів: прямоточні, протиточні, одноступінчаті з рециркуляцією і багатоступінчасті з рециркуляцією.

Прямоточна схема взаємодії речовин в процесі абсорбції показано на рис.9.5.1. В цьому випадку струми газу і абсорбенту рухаються паралельно один до одного; при цьому газ з з більшою концентрацією речовини, що розподіляється, приводиться в контакт з рідиною, що має меншу концентрацію речовини, що розподіляється, а газ з меншою концентрацією взаємодіє на виході з апарату з рідиною, яка має більшу концентрацію речовини, що розподіляється.

 

Рис.9.5.1 .Прямоточна схема абсорбції.

 

Протиточна схема показана на рис.9.5.2. За цією схемою в одному кінці апарату приводяться в контакт газ і рідина, які мають великі концентрації речовини, що розподіляються, а в протилежному кінці - менші.

 

Рис. 9.5.2 Протиточна схема абсорбції.

 

Схеми з рециркуляцією передбачають багатократне повернення в апаратуру або рідини, або газу. Схема з рециркуляцією рідини показана на рис.9.5.3.

 

 

Рис.9.5.3 Схема абсорбції з рециркуляцією рідини.

 

Газ проходить через апарат знизу вгору, і концентрація речовини, що розподіляється в ньому змінюється від Уп до Ук. Рідина яка поглинає підводиться до верхньої частини апарата при концентрації речовини, що розподіляється Хn, потім змішується з рідиною яка виходить з апарату, як результат відбувається підвищення концентрації до Хс. Робоча лінія зображується на діаграмі відрізком прямої; крайні точки його мають координати Yп, YK і Хк , Хп відповідно. Величину Хс легко знайти з рівняння матеріального балансу.

Позначимо відношення кількості поглинаючої рідини на вході в апарат до кількості свіжої поглинаючої рідини через ni, тоді

G(Yп-Yк) = L(Хкn) = L(Хкc ), (9.5.1)

і

(9.5.2)

Схема абсорбції з рециркуляцією газу приведена на рис.8.5.4. Тут матеріальні співвідношення аналогічні попереднім. Положення робочих ліній визначають точки Ас (Yc, Хк ) і В (Yк, Хп); ордината Yс знаходиться з рівняння матеріального балансу:

(9.5.3)

Одноступінчаті схеми з рециркуляцією можуть бути як протиточні, так і прямоточні.

 

Рис. 9.5.4. схема абсорбції з рециркуляцією газу.

 

Багатоступінчасті схеми з рециркуляцією можуть мати прямоток, протиток, рециркуляцію рідини і рециркуляцію газу. Велике практичне значення має багатоступінчаста протиточна схема з рециркуляцією рідини в кожному ступені. Ця схема показана на рис. 9.5.5.

Рис. 9.5.5. Схема багатоступінчастої абсорбції з рециркуляцією рідини.

 

Робочі лінії наносяться на діаграму окремо для кожного ступеня, як і у випадку декількох окремих одноступінчатих апаратів. У розглянутому на рисунку прикладі робочі лінії складають відрізки А1В1, А2В2, A3B3.

Співставимо розглянуті схеми абсорбції, враховуючі наступні показники процесу: питому витрату абсорбенту, рушійну силу процесу і коефіцієнти масопередачі. На рис.9.5.6 показані прямоточні протиточні процеси при заданих їх параметрах: Уп, Ук і Xп.

 

Рис.9.5.6. Рушійна сила прямоточного (а) і протиточного (б) процесів абсорбції.

 

На рисунках показані також граничні положення робочих ліній, коли концентрації Х`к для прямого току і Х"K для протитоку досягають рівноважних значень. З приведених графіків видно, що Х"K>Х'к а ΔY"m < ΔY'm.

Тому протиточний процес забезпечує більшу кінцеву концентрацію газу, що поглинається, в абсорбенті, а разом з цим і меншу витрату абсорбенту; рушійна сила при протитоці менша, а тому при інших рівних умовах необхідні більші розміри апарата. Вказане співвідношення носить загальний характер і його можна формувати як: зміна робочих концентрацій, яка призводить до зменшення витрати абсорбенту, потребує збільшення габаритів апарата, і навпаки.

Одноступінчаті з рециркуляцією абсорбенту або газу порівняно зі схемами без рециркуляції мають наступні особливості. При одній і тій же витраті свіжого абсорбенту кількість рідини, яка проходить через апарат, значно більше; як результат цього є збільшення коефіцієнта масопередачі і деяке зменшення рушійної сили. При певному співвідношенні між дифузійними опорами в рідкій і газовій фазах це може призвести до зменшення габаритів апарата.

Очевидно, що рециркуляція рідини доцільна у тому випадку, якщо основний опір масопередачі складає перехід речовини від поверхні розділу фаз в рідину, а рециркуляція газу - коли основним опором процесу є перехід речовини з газової фази до поверхні розділу фаз. Рециркуляції рідини завжди віддається перевага при необхідності супроводжувати процес абсорбції охолодженням, так як в цьому випадку включення холодильника в галузь рециркулюючого абсорбенту дозволяє досить легко відводити тепло від взаємодіючих речовин.

Багатоступінчасті схеми з рециркуляцією мають всі переваги одноступінчатих схем і разом з тим забезпечують більшу рушійну силу процесу. З цієї причини в більшості випадків вибирають варіант багатоступінчастих рециркуляційних схем.

 

10 Перегонка рідин

Вступ

Перегонка рідин являє собою процес, в якому рідка суміш, що розділяється, нагрівається до кипіння, а пар, що утворився відбирається і конденсується. В результаті отримуємо рідину, склад якої відрізняється від складу вихідної суміші.

Розділення перегонкою базується на різній летючості компонентів суміші при одній і тій же температурі. Тому при перегонці всі компоненти суміші переходять в пароподібний стан в кількостях, пропорційних їх фугітивності.

В багатьох випадках вихідна суміш є бінарною, тобто складається з двох компонентів. Пар, що отримується при її перегонці містить відносно кількість легколетючого, або низькокиплячого, компонента (НК), ніж вихідна суміш. Тому, в процесі перегонки рідка фаза збіднюється, а парова фаза збагачується НК. Рідина, що не випарувалася, має склад більш багатий важко летючим, або висококиплячим компонентом (ВК).

Ця рідина називається залишком, а рідина, отримана в результаті конденсації парів, -дистилятом, або ректифікатом.

Ступінь збагачення парової фази НК при інших рівних умовах залежить від виду перегонки. Існує два принципово різних вида перегонки:

1) проста перегонка (дистиляція);

2) ректифікація.

Дистиляція (проста перегонка) являє собою процес одноразового часткового випаровування рідкої суміші і конденсації парів, що утворюються.

Значно більш повніше розділення рідких сумішей на компоненти досягається шляхом ректифікації.

Ректифікація являє собою процес багатократного часткового випаровування рідини і конденсації парів. Процес здійснюється шляхом потоку пару і рідини, які мають різну температуру, і проводяться звичайно в колонних апаратах. При кожному контакті з рідини випаровується переважно НК, котрим збагачуються пари, а з парів конденсуються переважно ВК, які переходять в рідину. Такий двосторонній обмін компонентами, що повторюється багато раз, дозволяє отримати в кінцевому рахунку пари, які являють собою майже чистий НК. Ці пари після конденсації в окремому апараті дають дистилят (ректифікат) і флегму - рідину, яка повертається для зрошення колони і взаємодії з парами, що піднімаються. Пари отримують шляхом часткового випаровування знизу колони залишку, є майже чистим ВК.

Процеси перегонки здійснюються періодично або безперервно.

 

10.1 Характеристики двофазних систем рідина - пар

Якщо система складається з двох компонентів (К=2) і між ними не проходить хімічна реакція, то при наявності рідкої та парової фаз число фаз Ф=2. Згідно правилу фаз, число ступенів свободи такої системи складне:

С=К+2-Ф=2+2-2=2

Тому, з трьох незалежних параметрів, які повністю визначають стан системи: температури t, тиску Р і конденсації С - можна довільно вибрати будь - які два ; при цьому визначиться значення третього параметра, котре вже не може бути довільним.

У зв'язку з цим для фізико-хімічної характеристики бінарних систем рідина - пар користуються так званими фазовими діаграмами. Якщо позначити через X склад рідкої фази, а через У - склад парової фази, то, приймаючи t=const, можна побудувати графік залежності тиску пару від складу рідини (діаграма Р-х). Аналогічно, вважаючи постійним тиск парів (P=const), зображують на площині залежність температури кипіння рідини і конденсації парів від складу рідкої та парової фаз (діаграма t-x-y). При P=const t=const знаходять залежність між рівноважними складами фаз, котра зображується діаграмою рівноваги (діаграма у-х).

Вигляд цих залежностей визначається взаємною розчинністю компонентів рідкої суміші і іншими їх властивостями.

 

Класифікація бінарних сумішей

В залежності від взаємної розчинності компонентів розрізняють суміші рідин:

-з необмеженою взаємною розчинністю;

-взаємно нерозчинні;

-обмежено розчинні один в одному.

Суміші з необмеженою взаємною розчинністю компонентів в свою чергу поділяються на ідеальні суміші з позитивним або від'ємним відхиленням від закону Рауля.

 


Читайте також:

  1. VІ. Структурно-логічні схеми
  2. Алгоритми та блок-схеми
  3. Блоки схеми алгоритму
  4. Вибір схеми підключення абонентів залежно від режимів тиску.
  5. Вибір типу обмотки і складання схеми.
  6. Вибір типу обмотки і складання схеми.
  7. Види і схеми відбору одиниць
  8. Види недержавного пенсійного забезпечення та схеми фінансування пенсійних виплат.
  9. Визначення сумарної маси еквівалентної схеми V- подібного КШМ.
  10. ГЕНПЛАНИ ОЧИСНИХ СПОРУДЖЕНЬ І СХЕМИ ВИСОТНОГО РОЗТАШУВАННЯ ОЧИСНИХ СПОРУДЖЕНЬ .
  11. Гібридні системи, індексні схеми
  12. Головні завдання Регіональної схеми розселення на Україні.




Переглядів: 1137

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Тепловий баланс і температура абсорбенту | Принцип ректифікації

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

  

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.012 сек.